25 ژوئن 2023-پروفسور مایکل بارتلت – توسط الکس پریش برای ویرجینیا تک
کیریگامی، هنر باستانی ژاپنی برش کاغذ، توسط محققان در ویرجینیا Tech اقتباس شده است تا نوار چسب را بسیار قوی‌تر و در عین حال راحت‌تر از چسب‌های فوق‌العاده کنونی تولیدکند.
از تثبیت سریع وسایل خانه گرفته تا اطمینان از مهر و موم قابل اعتماد روی بسته ای که باید پست شود، داشتن نوار چسب قوی مفید است – اما برداشتن آن تنها با خراشیدن ممکن است – و امیدواریم که قطعات سطح پاره نشوند.
تیم دانشگاهی پروفسور مایکل بارتلت موفق شد چسبندگی چسب را به میزان قابل توجهی افزایش دهد، اما همچنین ماده را به راحتی جدا کرد.
پروفسور بارتلت توضیح داد: “این ترکیب به ظاهر متناقض از ویژگی ها می تواند به طور چشمگیری کاربردها را در گرفتن رباتیک، ابزارهای پوشیدنی برای نظارت بر سلامت، و تولید برای مونتاژ و بازیافت تغییر دهد.”
نوار ماسک با قابلیت جدا شدن آسان برای اولین بار در دهه 1920 برای پاسخگویی به نیاز نقاشان اتومبیل که گزینه های بهتری برای رنگ آمیزی دو رنگ روی وسایل نقلیه می خواستند توسعه یافت. از آن زمان، کارخانه‌ها نوار نامرئی را برای بسته‌بندی هدایا، نوار الکتریکی برای پوشش سیم‌ها و نوار چسب برای استفاده‌های بیشتر از آنچه قبلاً در نظر گرفته شده بود، تولید کردند.
«به طور معمول، وقتی نوارها جدا می شوند، در یک خط مستقیم در طول نوار جدا می شوند تا زمانی که نوار کاملاً جدا شود. جداسازی چسب های قوی سخت تر می شود، در حالی که چسب های قابل استفاده مجدد، جداسازی محدود کننده قدرت را افزایش می دهند.
بارتلت سعی کرد “مسیر جدایی” را با الهام از کیریگامی کنترل کند که از تا کردن و برش برای تغییر شکل یک ورق کاغذ صاف استفاده می کند، روشی که بچه ها هنگام ایجاد دانه های برف کاغذی از آن استفاده می کنند.
آنها یک سری برش های U شکل روی یک چسب ایجاد کردند و دریافتند که اعمال این برش ها باعث می شود که چسبندگی نوار تا 60 برابر قوی تر شود.
یک برش مهندسی شده می‌تواند مسیر جداسازی چسب را مجبور کند در مکان‌های خاص به عقب برود، که ما آن را انتشار معکوس ترک می‌نامیم و چسب را بسیار قوی می‌کند. اما با لایه برداری در جهت مخالف، همیشه جلو می رود و حذف آن را آسان می کند.
این رفتار کاملاً غیرعادی است، اما ساخت چسب‌های قوی و در عین حال قابل جدا شدن بسیار مفید است.»
این تیم همچنین با تحقیقات منتشر شده در Nature Materials گزارش داد که نوع نوار اهمیتی ندارد. Kirigami پیوند هر نوع نوار تست شده را افزایش داد، از نوارهای بسته بندی گرفته تا نوارهای پزشکی. در همه موارد، باندهای چسب قوی حتی قوی‌تر می‌شوند و معمولاً چسب‌های ضعیف‌تر نیز استحکام بیشتری پیدا می‌کنند.
دوهگیو هوانگ، محقق فارغ التحصیل سابق، گفت: «آنچه واقعاً مهم است شکل و اندازه برش است. ما مجبور نیستیم به مواد چسب خاص تکیه کنیم، اما تا زمانی که برش‌ها در اندازه مشخصی که با فیزیک چسب تعریف می‌شود، انجام می‌شود، متوجه شدیم که این چسبندگی افزایش یافته در هر سیستمی که امتحان کردیم.
بارتلت گفت: «ما همچنین از یک رویکرد ساخت دیجیتال سریع استفاده می‌کنیم، بنابراین می‌توانیم به سرعت چسب‌های بسیار قابل تنظیم با قدرت تنظیم‌پذیر ایجاد کنیم. “این برای توسعه چسب های آینده بسیار هیجان انگیز است.”
